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Title:
DATA TRANSMISSION METHOD AND DEVICE BASED ON TIME TRIGGERED MECHANISM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/032348
Kind Code:
A1
Abstract:
A data transmission method and device based on a time triggered mechanism. In the method, request packets transmitted by nodes connected to a switching device is received by same, and the length of time corresponding to time slices is determined on the basis of the total bandwidth of communication links to a network node and of acquired information on the total number of bytes comprised by packets-to-be-transmitted by the nodes within one scheduling time cycle; a time cycle schedule table is determined on the basis of the determined length of time corresponding to the time slices and of the information on the total number of bytes comprised by the packets-to-be-transmitted by the nodes; and, the packets of the nodes are forwarded to the network node on the basis of the time cycle schedule table. In the present invention, the switching device employs, on the basis of data transmission requirements of the nodes, the time triggered mechanism to schedule the nodes by formulating the time cycle schedule table, and prevents the problem that some of the packets cannot be processed timely, thus effectively increases the degree of security of service processing.

Inventors:
HUANG JIANCHAO (CN)
XUE BAIHUA (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/081972
Publication Date:
March 06, 2014
Filing Date:
September 26, 2012
Export Citation:
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Assignee:
KYLAND TECHNOLOGY CO LTD (CN)
HUANG JIANCHAO (CN)
XUE BAIHUA (CN)
International Classes:
H04L47/52; H04L5/22
Foreign References:
CN101242434A2008-08-13
CN102045848A2011-05-04
CN102264146A2011-11-30
Attorney, Agent or Firm:
TDIP & PARTNERS (CN)
北京同达信恒知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种基于时间触发机制的数据传输方法, 其特征在于, 所述方法包括:

交换设备接收与其连接的每个节点发送的请求报文, 获取所述请求报文中携带的该节 点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息;

根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽及获取的每个节点待发送报文包含的总字 节信息, 确定时间片对应的时间长度; 间周期调度表;

根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送报文转发给所述网络节点。

2、 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述根据与网络节点之间的通讯线路的总 带宽及获取的每个节点待发送报文包含的总字节信息,确定时间片对应的时间长度 , 包括: 交换设备根据获取的每个节点待发送报文包含的总字节信息, 确定各节点总字节信息 的最小公约数;

将确定的所述最小公约数作为时间片对应的时间长度。

3、 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述根据确定的时间片对应的时间长度及 每个节点待发送报文包含的总字节信息, 确定时间周期调度表, 包括:

根据每个节点待发送报文包含的总字节信息及所述确定的时间片对应的时间长度, 计 算每个节点对应的时间片数量;

根据每个节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为每个节点分配时间片。

4、 如权利要求 3所述的方法, 其特征在于, 根据每个节点对应的时间片数量, 在时间 周期表中为每个节点分配时间片, 具体包括:

根据每个节点发送的请求报文, 判断该请求报文中是否携带时序信息;

当确定该节点的请求 ·ί艮文中携带时序信息时, 才 居该时序信息及该节点对应的时间片 数量, 在时间周期表中为该节点分配时间片; 否则

根据该节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为该节点分配时间片。

5、 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 当新的节点与交换设备连接时, 所述方法 还包括:

根据接收到的新节点发送的请求报文中携带的该节点在一个调度时间周期内, 待发送 报文包含的总字节信息, 判断时间周期调度表中包含的空闲时间片数量是否满足该节点在 一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息的需求;

当确定满足需求时, 根据每个节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节 信息, 确定时间片对应的时间长度; 根据确定的时间片对应的时间长度及该节点待发送报文包含的总字节信息, 更新时间 周期调度表;

根据所述更新的时间周期调度表, 将该节点的待发送报文转发给 所述网络节 否则, 丢弃该节点发送的请求报文。

6、 一种基于时间触发机制的数据传输装置, 其特征在于, 所述装置包括:

接收获取模块, 用于接收与其连接的每个节点发送的请求报文, 获取所述请求报文中 携带的该节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息;

计算模块, 用于根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽及获取的每个节点待发送报 文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间长度; 节信息, 确定时间周期调度表;

调度模块, 用于根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送 ·ί艮文转发给所述网络 节点。

7、 如权利要求 6所述的装置, 其特征在于, 所述计算模块具体用于根据获取的每个节 点在待发送报文包含的总字节信息, 确定各节点总字节信息的最小公约数, 将确定的所述 最小公约数作为时间片对应的时间长度。

8、 如权利要求 6所述的装置, 其特征在于, 所述生成模块具体用于根据每个节点待发 送报文包含的总字节信息及所述确定的时间片对应的时间长度, 计算每个节点对应的时间 片数量, 根据每个节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为每个节点分配时间片。

9、 如权利要求 8所述的装置, 其特征在于, 所述生成模块具体用于

根据每个节点发送的请求报文, 判断该请求报文中是否携带时序信息, 当确定该节点 的请求 ·ί艮文中携带时序信息时, 根据该节点时序信息及该节点对应的时间片数量, 在时间 周期表中为该节点分配时间片, 否则根据该节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为该 节点分配时间片。

10、 如权利要求 6所述的装置, 其特征在于, 所述装置还包括:

判断模块, 用于根据接收到的新节点发送的请求报文中携带的该节点在一个调度时间 周期内, 待发送报文包含的总字节信息, 判断时间周期调度表中包含的空闲时间片数量是 否满足该节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息的需求;

计算模块, 还用于当确定满足需求时, 根据每个节点在一个调度时间周期内, 待发送 报文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间长度; 否则,丢弃该节点发送的请求报文; 生成模块, 还用于根据确定的时间片对应的时间长度及该节点在一个调度时间周期 内, 待发送报文包含的总字节信息, 更新时间周期调度表; 调度模块, 还用于根据所述更新的时间周期调度表, 将该节点的待发送报文转发给所 述网络节点。

Description:
一种基于时间触发机制的数据传输方法及装置 本申请要求在 2012年 8月 31日提交中国专利局、 申请号为 201210320810.6、 发明名称为

"一种基于时间触发机制的数据传输方法及 置"的中国专利申请的优先权,其全部内容通 引 用结合在本申请中。 技术领域 本发明涉及工业以太网中节点数据通讯技术领 域, 尤其涉及一种基于时间触发机制的 数据传输方法及装置。 背景技术 工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技 术, 工业以太网在实时性、 可靠性、 抗 千扰性、 可操作性等方面都有突出的表现。 高通讯速率是工业以太网的显著特点之一, 目 前百兆、 千兆以太网已经广泛使用, lGb/s以太网技术也逐渐成熟, 相对于传统最高通讯速 率只有 12Mb/s的现场总线。 工业以太网更适合对宽带要求不断增长的工业 控制网络。

在智能电网、 轨道交通及釆矿运输等行业普遍使用工业以太 网技术, 主要是由于这些 行业在组网过程中, 对网络的实时性及可靠性等方面有很高的要求 。 在这些行业构建的工 业以太网中, 网络中的每个节点通常都釆用事件触发机制, 即网络上所有的数据通讯都是 由外部 (或内部) 事件的出现来触发的, 比如, 报警信息等。 但是, 事件触发的出现有很 强的随机性, 网络上任意节点可以在任意时刻主动向网络上 其他节点发送报文, 只要总线 空闲, 各节点都有权使用网络, 从而造成了网络的通讯事件具有很强非确定性 。

如图 1所示, 为现有的数据传输系统结构示意图, 每个交换设备分别与多个节点相连, 交换设备与网络节点相连, 节点将待发送给网络节点的报文发送给交换设 备, 交换设备再 将 ·ί艮文转发给网络节点。

但是, 在图 1所示的系统架构中, 节点的数据传输操作都是由事件的出现来触发 的, 节点可以根据需要随时向网络节点发送报文, 若某个时间段内, 各节点向网络节点发送的 报文突增, 那么就会有大量的报文到达网络节点侧, 而网络节点接收及处理报文的能力有 限, 若此时网络节点无法接收并处理所有报文, 则会导致部分报文无法得到及时处理, 如 果某些优先级较高的报文(例如报警报文)没 有得到及时处理, 则会大大降低业务的安全 性。 发明内容 有鉴于此, 本发明实施例提供了一种基于时间触发机制的 数据传输方法及装置, 用以 解决在现有的工业以太网中由于节点的数据传 输操作都是由事件的出现来触发的, 而导致 节点发送的部分报文无法得到及时处理, 使得业务的安全性较低的问题。

本发明实施例通过如下技术方案实现:

本发明提供了一种基于时间触发机制的数据传 输方法, 该传输方法包括:

交换设备接收与其连接的每个节点发送的请求 报文, 获取所述请求报文中携带的该节 点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息;

根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽及获 取的每个节点待发送报文包含的总字 节信息, 确定时间片对应的时间长度; 时间周期调度表;

根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送报文转发给所述网络节点 。

本发明提供了一种基于时间触发机制的数据传 输装置, 该传输述装置包括: 接收获取模块, 用于接收与其连接的每个节点发送的请求报文 , 获取所述请求报文中 携带的该节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息;

计算模块, 用于根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽 及获取的每个节点待发送报 文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间长度; 节信息, 确定时间周期调度表;

调度模块, 用于根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送 ·ί艮文转发给所述网络 节点。

本发明提供了一种基于时间触发机制的数据传 输方法及装置, 该方法中交换设备接收 与其连接的每个节点发送的请求报文, 获取该请求报文中携带的该节点在一个调度时 间周 期内, 待发送报文包含的总字节信息; 根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽及获 取的 每个节点待发送报文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间长度; 根据确定的时间片 对应的时间长度及每个节点待发送报文包含的 总字节信息, 确定时间周期调度表; 根据所 述时间周期调度表, 将每个节点的待发送报文转发给所述网络节点 。 在本发明中交换设备 根据每个节点的数据传输需求, 通过时间触发机制制定时间周期调度表, 并对每个节点进 行调度, 因此能够避免大量报文同时到达网络节点的现 象, 那么网络节点就可以及时接收 并处理各 ·ί艮文, 避免部分 ·ί艮文无法得到及时处理的问题, 从而有效地提高了业务处理的安 全性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中 阐述, 并且, 部分地从说明书中变得显 而易见, 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、 权利要求书、 以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和具体实施方式, 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 附图用来提供对本发明的进一步理解, 并且构成说明书的一部分, 与本发明的具体实 施方式一起用于解释本发明, 并不构成对本发明的限制。 在附图中:

图 1为现有技术中的数据传输系统架构示意图;

图 2为本发明提供一种基于时间触发机制的数据 输的过程示意图;

图 3为本发明提供的一种基于时间触发机制的数 传输的详细过程示意图; 图 4为本发明提供的当新节点与交换设备连接时 一种基于时间触发机制的数据传输 的详细过程示意图;

图 5- 1为本发明提供的一种基于时间触发机制网络 架的结构示意图;

图 5-2-1为本发明提供一种基于时间触发机的数据 输方法的时间周期调度表结构示 意图一;

图 5-2-2为本发明提供一种基于时间触发机的数据 输方法的时间周期调度表结构示 意图二;

图 6为本发明提供的一种基于时间触发机制的数 传输装置的结构示意图。 具体实施方式 为了使本发明所要解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚、 明白, 以下结合 附图和实施例, 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅仅 用以解释本发明, 并不用于限定本发明。

本发明实施例为了解决现有技术中当工业以太 网存在多个重要节点时, 为了保证重要 节点实时传输而釆用点对点直连的方式, 而导致的组网成本高、 带宽资源浪费严重、 网络 可靠性差的问题, 提出了一种基于时间触发机制的数据传输方法 及装置。

下面结合说明书附图, 对本发明实施例进行详细说明。

图 2为本发明提供一种基于时间触发机制的数据 输的过程示意图, 该传输过程包括 以下几个步骤:

S201 : 交换设备接收与其连接的每个节点发送的请求 报文。

本发明实施例中, 交换设备可以但不限于为以太网中的交换机设 备。

交换设备通过通讯线路与网络节点相连, 而且该交换设备通过通讯线路分别与各节点 相连。 交换设备与网络节点之间的传输距离较远, 这两者之间的通讯线路可以为百兆光纤 或者千兆光纤, 交换设备和各节点之间的传输距离非常近, 因此可以将交换设备与各节点 组成局域网络, 在该局域网络内, 交换设备和节点之间的通讯线路可以为百兆光 纤或者千 兆光纤, 还可以釆用带宽较小的通讯线路。 由于交换设备和各节点之间在组成的局域网络 内进行数据传输, 而交换设备只需要通过与网络节点之间的通讯 线路即可实现网络节点与 多个节点之间的实时通讯, 因此, 大大节省了带宽资源, 减少了组网成本, 降低了维护难 度, 进而提高了网络的可靠性。

其中, 根据与交换设备连接的各节点的具体分布位置 及网络节点的物理位置确定交换 设备的物理位置, 原则上尽量保证各节点到交换设备之间及交换 设备到网络节点之间通讯 线路的总长度最短。

S202: 获取所述请求报文中携带的该节点在一个调度 时间周期内, 待发送报文包含的 总字节信息。

其中所述请求报文中包含该节点的标识(Identi ty, ID )信息、 待发送报文包含的总字 节信息、 时序信息等。

S203 : 根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽及获 取的每个节点待发送报文包含的 总字节信息, 确定时间片对应的时间长度。

本发明实施例中, 网络节点可以但不限于为控制中心。

具体的, 交换设备根据自身与网络节点相连的通讯线路 的总带宽, 及获取的与自身连 接的每个节点在一个调度时间周期内 , 待发送报文包含的总字节信息确定一个时间片 单位 的时间长度, 其中, 时间片对应的时间长度的确定, 既可以是为每个节点分配一个时间片 就可以满足该节点在一个调度时间周期内数据 传输的需求, 也可以是为每个节点分配至少 一个时间片才可以满足该节点在一个调度时间 周期内数据传输的需求。 确定时间周期调度表。

时间周期调度表中包含在一个时间周期内, 与交换设备连接的每个节点进行数据传输 时对应的时间片数量及位置。 其中, 一个时间周期是通过交换设备与网络节点相连 的通讯 线路的总带宽确定的。

S205: 根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送 ·ί艮文转发给所述网络节点。 其中, 交换设备根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送报文转发给所述网络 节点, 实盾上是根据所述时间周期调度表对每个节点 进行调度。 此时交换设备会先将确定 的所述时间周期调度表发送给与自身连接的每 个节点, 每个节点接收到时间周期调度表之 后, 按照时间周期调度表, 将待发送给网络节点的报文转发给交换设备, 交换设备再将接 收到的 ·ί艮文转发给网络节点。 具体的, 每个节点接收到时间周期调度表之后, 在时间周期 调度表中确定出交换设备为该节点分配的时间 片, 然后在确定出的时间片对应的时间段 内, 将待发送给网络节点的报文转发给交换设备。

在本发明中交换设备根据每个节点的数据传输 需求, 通过时间触发机制制定时间周期 调度表, 并对每个节点进行调度, 因此能够避免大量报文同时到达网络节点的现 象, 那么 网络节点就可以及时接收并处理各 4艮文, 避免部分 ·ί艮文无法得到及时处理的问题, 从而有 效地提高了业务处理的安全性。

优选的, 在本发明中为了提高时间片的分配精度, 进一步节省带宽资源, 提高带宽资 源的利用率, 所述根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽 及获取的每个节点在一个调度 时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间长度, 包括:

交换设备根据获取的每个节点待发送报文包含 的总字节信息, 确定各节点总字节信息 的最小公约数;

将确定的所述最小公约数作为时间片对应的时 间长度。

具体的, 交换设备接收与其连接的每个节点发送的请求 报文, 获取所述请求报文中携 带的该节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息, 并根据获取的每个节 点在待发送报文包含的总字节信息, 计算所有节点待发送报文包含的总字节信息的 最小公 约数, 将确定的所述最小公约数作为一个时间片单位 的时间长度, 即每个节点对应的时间 片数量均为整数, 且每个节点充分利用了分配给自身的每一个时 间片。

优选的, 在本发明中为了提高时间周期调度表的可扩展 性, 所述根据确定的时间片对 应的时间长度及每个节点待发送报文包含的总 字节信息, 确定时间周期调度表, 包括: 根据每个节点待发送报文包含的总字节信息及 所述确定的时间片对应的时间长度, 计 算每个节点对应的时间片数量;

根据每个节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为每个节点分配时间片。

具体的, 交换设备根据与自身连接的每个节点在一个调 度时间周期内, 待发送报文包 含的总字节信息及确定的时间片单位的时间长 度, 计算每个节点对应的时间片数量, 并在 时间周期调度表中为每个节点分配时间片, 其中, 每个节点对应时间片在时间周期调度表 中要均匀的分布, 若存在空闲时间片, 则在时间周期调度表中每相邻的两个节点之间 平均 分配空闲的时间片, 因此, 当某个节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节 信息增加时, 可以将与之相邻的空闲时间片直接分配给该节 点, 从而避免了为每个节点重 新分配时间片, 提高了时间周期调度表的可扩展性。

优选的, 在本发明中为了满足节点数据传输的时序要求 , 所述根据每个节点对应的时 间片数量, 在时间周期表中为每个节点分配时间片, 包括:

根据每个节点发送的请求报文, 判断该请求报文中是否携带时序信息;

当确定该节点的请求 ·ί艮文中携带时序信息时, 才 居该时序信息及该节点对应的时间片 数量, 在时间周期表中为该节点分配时间片; 否则 根据该节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为该节点分配时间片。

具体的, 当网络中某些节点的数据传输有时序的要求时 , 交换设备在计算出每个节点 对应的时间片数量后, 根据每个节点发送的请求报文, 判断该请求报文中是否携带时序信 息, 当确定该节点的请求报文中携带时序信息时, 按照该节点对应的数据传输先后顺序在 时间周期表中确定与该节点对应的位置, 并均匀的为该节点分配时间片。

本发明实施例中, 每个时间片都对应起始时间点和结束时间点, 节点在接收到时间周 期调度表之后, 在时间周期调度表中确定出交换设备为该节点 分配的时间片, 并在分配的 各时间片中, 确定出第一个时间片的起始时间点以及最后一 个时间片的结束时间点, 然后 在确定出的起始时间点和结束时间点之间的时 间段内 , 将待发送给网络节点的报文转发给 交换设备。

图 3为本发明提供的一种基于时间触发机制的数 传输的详细过程示意图, 该传输过 程包括以下几个步骤:

S301 : 交换设备接收与其连接的每个节点发送的请求 报文。

S302: 获取所述请求报文中携带的该节点在一个调度 时间周期内, 待发送报文包含的 总字节信息。

S303 : 根据获取的每个节点待发送报文包含的总字节 信息, 确定各节点总字节信息的 最小公约数, 将确定的所述最小公约数作为时间片对应的时 间长度。

S304: 根据每个节点待发送报文包含的总字节信息及 所述确定的时间片对应的时间长 度, 计算每个节点对应的时间片数量。

S305 : 根据每个节点发送的请求报文, 判断该请求报文中是否携带时序信息, 当判定 结果为是时, 进行步骤 S306 , 否则, 进行步骤 S307。

S306: 根据该时序信息及该节点对应的时间片数量在 时间周期表中为该节点分配时间 片。

S307: 根据该节点对应的时间片数量在时间周期表中 均匀的为该节点分配时间片。 交换设备得到时间周期调度表后 , 将时间周期调度表发送给与自身连接的每个节 点, 每个节点接收到时间周期调度表之后 , 按照时间周期调度表, 将待发送给网络节点的报文 转发给交换设备,交换设备接收到该 4艮文后,直接通过通讯线路将该报文转发给 络节点, 此时该交换设备和网络节点之间的通讯线路只 用来传输该 ·ί艮文。 在本发明实施例中, 每个 节点在时间周期调度表中占用不同的时间片, 因此各节点会在不同的时间向交换设备发送 报文, 那么交换设备和网络节点之间的通讯线路不会 同时传输多个节点的报文, 只传输一 个节点发送的报文。

在本发明中交换设备根据获取的每个节点在一 个调度时间周期内, 待发送报文包含的 总字节信息, 计算所有节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息的最小 公约数, 并作为一个时间片单位的时间长度, 结合节点的时序要求, 在时间周期表中均匀 的为每个节点分配时间片。 因此, 提高了时间片的分配精度及时间调度表的可扩 展性, 从 而进一步节省了带宽资源, 降低了组网成本。

优选的, 在本发明中为了进一步提高时间周期调度表的 可扩展性, 当新的节点与交换 设备连接时, 所述方法还包括:

根据接收到的新节点发送的请求报文中携带的 该节点在一个调度时间周期内, 待发送 报文包含的总字节信息, 判断时间周期调度表中包含的空闲时间片数量 是否满足该节点在 一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息的需求;

当确定满足需求时, 根据每个节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节 信息, 确定时间片对应的时间长度;

根据确定的时间片对应的时间长度及该节点待 发送报文包含的总字节信息, 更新时间 周期调度表;

根据所述更新的时间周期调度表, 将该节点的待发送报文转发给 所述网络节 否则, 丢弃该节点发送的请求报文。

图 4为本发明提供的当新节点与交换设备连接时 一种基于时间触发机制的数据传输 的详细过程示意图, 该传输过程包括以下几个步骤:

S401: 交换设备接收与新节点发送的请求报文。

S402: 获取所述请求报文中携带的该节点在一个调度 时间周期内, 待发送报文包含的 总字节信息。

S403: 判断时间周期调度表中包含的空闲时间片数量 是否满足该节点待发送报文包含 的总字节信息的需求, 当判定结果为是时进行步骤 S304 , 否则, 丢弃该节点发送的请求报 文。

S404: 判断所述请求报文中携带的该节点待发送报文 包含的总字节信息是否为当前时 间片对应的时间长度的整数倍, 当判定结果为是时进行步骤 S406 , 否则, 进行步骤 S405。

S405 : 计算新节点待发送报文包含的总字节信息及当 前时间片对应的时间长度的最小 公约数, 将确定的所述最小公约数作为时间片对应的时 间长度。

S406: 根据新节点待发送报文包含的总字节信息及所 述确定的时间片对应的时间长 度, 计算新节点对应的时间片数量。

S407: 根据每个节点发送的请求报文, 判断该请求报文中是否携带时序信息, 当判定 结果为是时进行步骤 S308 , 否则, 进行步骤 S309。

S408: 根据提取的该时序信息及该节点对应的时间片 数量在时间周期表中为该节点分 配时间片。 当确定新节点的请求 ·ί艮文中携带时序信息时, 根据与新节点数据传输顺序的节点在时 间周期调度表中的位置确定该新节点的位置, 判断所述确定的该新节点的位置包含的空闲 时间片数量是否小于该新节点对应的时间片数 量, 当判定结果为是时, 按照本发明提供的 方法重新确定时间周期调度表; 否则, 在时间周期表中所述确定的该新节点的位置均 匀的 为新节点分配时间片。

另外, 在本发明中当有新节点连接到交换设备 , 且新节点有报文发送时间顺序的要求 时, 按照本发明提供的方法也可以直接重新确定时 间周期调度表。

S409: 根据新节点对应的时间片数量在时间周期表中 均匀的为新节点分配时间片。 交换设备将更新的所述时间周期调度表发送给 新节点, 新节点接收到时间周期调度表 之后, 按照时间周期调度表, 将待发送给网络节点的报文转发给交换设备, 交换设备接收 到该 4艮文后, 直接通过通讯线路将该 ·ί艮文转发给网络节点, 此时该交换设备和网络节点之 间的通讯线路只用来传输该 ·ί艮文。 在本发明实施例中, 每个节点在时间周期调度表中占用 不同的时间片, 因此各节点会在不同的时间向交换设备发送报 文, 那么交换设备和网络节 点之间的通讯线路不会同时传输多个节点的报 文, 只传输一个节点发送的报文。

本发明实施例中, 当新的节点与交换设备连接时, 如果新节点待发送报文包含的总字 节信息不为当前时间片对应的时间长度的整数 倍, 则会重新计算时间片对应的时间长度, 此时虽然时间片对应的时间长度发生了变化, 但是其他已经与交换设备连接的节点的对应 时间片的数量也会发生变化, 那么已经与交换设备连接的节点的各时间片对 应的总时间长 度是保持不变的, 因此交换设备无需再将时间周期调度表发送给 已经与交换设备连接的节 点, 已经与交换设备连接的节点可以按照之前接收 到的时间周期调度表中的各时间片的时 间来发送 ·ί艮文即可, 因此有效地节省了交换设备和各节点之间的传 输资源。

图 5-1为本发明提供的一种基于时间触发机制网络 构架的结构示意图,该网络构架是由 网络节点、 交换设备及节点(A、 B、 C、 D、 E )组成, 各节点与交换设备相连, 交换设备 通过通讯网络与网络节点相连。 其中, 节点 E为新增加的节点, 并且节点 (B、 E )有时序 的要求, 节点 B要在节点 D之后发生, 新增加的节点 E需要在节点 A之后发送。

具体的交换设备接收每个节点 (A、 B、 C、 D )发送的请求报文, 获取每个节点在一 个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息 (其中, 节点 A~D待发送报文包含的总 字节信息依次为: 10M、 20M、 10M、 10M, 通讯网络总带宽为 10M ), 交换设备确定每个 节点总字节信息的最小公约数为 10M , 则确定时间片对应的时间长度为发送 10 M的数据所 需的时间长度, 根据该单位时间片对应的时间长度, 计算出节点 A~D在时间周期调度表中 对应的时间片数量为: 1片、 2片、 1片及 1片, 由于节点 B有时序的要求, 因此, 确定在时 间周期调度表中所有节点的发送顺序可以为 ACDB , 根据每个节点在时间周期调度表中对 应的时间片数量及交换设备连接网络节点通信 网络的总带宽, 在时间周期表中均匀的为每 个节点分配时间片, 如图 5-2-1所示。

当新节点 E连接点交换设备时, 交换设备获取节点 E的请求报文中携带的该节点在一个 调度时间周期内,待发送报文包含的总字节信 息为 5M,确定时间周期调度表中包含的空闲 时间片数量满足节点 E报文发送需求, 由于节点 E的待发送报文包含的总字节信息不是当前 时间片对应的时间长度的整数倍,因此,确定 新的时间片对应的时间长度为发送 5M的数据, 根据节点 E的时序要求重新确定时间周期调度表, 如图 5-2-2中所示。

另外, 在本发明中, 若交换设备接收到节点发送的报文后, 在将报文转发给网络节点 之前, 可以判断该报文包含的总字节信息是否大于与 网络节点之间的通讯线路的总带宽, 若判断出不大于, 则交换设备可以直接将该报文转发给网络节点 , 若判断出大于, 则交换 设备可以先緩存该报文, 然后将该报文进行分段, 然后分别传输各段报文。 其中, 在将报 文进行分段时, 可以按照该报文包含的总字节信息以及交换设 备与网络节点之间的通讯线 路的总带宽来进行分段, 例如, 交换设备与网络节点之间的通讯线路的总带宽 为 3M, 而该 报文包含的总字节信息为 5M , 则可以将该报文分割成两段, 第一段报文的总字节信息为 3M, 第二段 ·ί艮文的总字节信息为 2M, 交换设备将第一段 ·ί艮文转发给网络节点, 然后再将 第二段报文转发给网络节点, 此外, 由于第二段报文的总字节信息小于交换设备与 网络节 点之间的通讯线路的总带宽, 为了充分利用带宽资源, 交换设备还可以将第二段 ·ί艮文与下 一个待发送给网络节点的报文或报文段一起转 发给网络节点。

图 6为本发明提供的一种基于时间触发机制的数 传输装置的结构示意图, 所述传输 装置包括:

接收获取模块 61 , 用于接收与其连接的每个节点发送的请求报文 , 获取所述请求报文 中携带的该节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息;

计算模块 62, 用于根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽 及获取的每个节点待发送 报文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间长度; 息, 确定时间周期调度表;

调度模块 64, 用于根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送 ·ί艮文转发给所述网 络节点。

所述计算模块 62 , 具体用于根据获取的每个节点在一个调度时间 周期内, 待发送报文 包含的总字节信息, 确定各节点总字节信息的最小公约数, 将确定的所述最小公约数作为 时间片对应的时间长度。

所述生成模块 63 , 具体用于根据每个节点在一个调度时间周期内 , 待发送报文包含的 总字节信息及所述确定的时间片对应的时间长 度, 计算每个节点对应的时间片数量, 根据 每个节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为每个节点分配时间片。 所述生成模块 63 , 具体用于根据每个节点发送的请求报文, 判断该请求报文中是否携 带时序信息, 当确定该节点的请求报文中携带时序信息时, 根据该时序信息及该节点对应 的时间片数量,在时间周期表中为该节点分配 时间片,否则根据该节点对应的时间片数量, 在时间周期表中为该节点分配时间片。

所述传输装置还包括:

判断模块 65 , 用于根据接收到的新节点发送的请求报文中携 带的该节点在一个调度时 间周期内, 待发送报文包含的总字节信息, 判断时间周期调度表中包含的空闲时间片数量 是否满足该节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息的需求;

计算模块 62, 还用于当确定时间周期调度表中包含的空闲时 间片数量满足该节点在一 个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息的需求时, 根据每个节点在一个调度时 间周期内, 待发送报文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间长度; 否则, 丢弃该节 点发送的请求报文;

生成模块 63 , 还用于根据确定的时间片对应的时间长度及该 节点在一个调度时间周期 内, 待发送报文包含的总字节信息, 更新时间周期调度表;

调度模块 64, 还用于根据所述更新的时间周期调度表, 将该节点的待发送报文转发给 所述网络节点。

所述调度模块 64 , 具体用于将确定出的所述时间周期调度表发送 给各节点, 接收各节 点按照所述时间周期调度表依次发送的报文, 并将接收到的报文转发给所述网络节点。

本发明实施例还提供一种基于时间触发机制的 数据传输系统, 其结构可以如图 1所示, 包括网络节点、 交换设备和各节点, 其中:

所述节点, 用于在需要向网络节点发送报文时, 向所述交换设备发送请求报文, 以及 根据所述交换设备的调度, 将待发送给所述网络节点的报文发送给所述交 换设备;

所述交换设备, 用于接收与其连接的每个节点发送的请求报文 , 获取所述请求报文中 携带的该节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息, 根据与网络节点之 间的通讯线路的总带宽及获取的每个节点待发 送报文包含的总字节信息, 确定时间片对应 息, 确定时间周期调度表, 根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发送 ·ί艮文转发给所 述网络节点;

所述网络节点, 用于接收所述交换设备转发的、 各节点发送的报文。

本发明提供了一种基于时间触发机制的数据传 输方法及装置, 该方法中交换设备接收 与其连接的每个节点发送的请求报文, 获取该请求报文中携带的该节点在一个调度时 间周 期内, 待发送报文包含的总字节信息; 根据与网络节点之间的通讯线路的总带宽及获 取的 每个节点在一个调度时间周期内, 待发送报文包含的总字节信息, 确定时间片对应的时间 长度; 根据确定的时间片对应的时间长度及每个节点 在一个调度时间周期内, 待发送报文 包含的总字节信息, 确定时间周期调度表; 根据所述时间周期调度表, 将每个节点的待发 送报文转发给所述网络节点。 在本发明中交换设备根据每个节点的数据传输 需求, 通过时 间触发机制制定时间周期调度表, 并对每个节点进行调度, 因此能够避免大量 4艮文同时到 达网络节点的现象, 那么网络节点就可以及时接收并处理各 ·ί艮文, 避免部分 ·ί艮文无法得到 及时处理的问题, 从而有效地提高了业务处理的安全性。

本领域的技术人员应明白, 本申请的实施例可提供为方法、 装置 (设备)、 或计算机 程序产品。 因此, 本申请可釆用完全硬件实施例、 完全软件实施例、 或结合软件和硬件方 面的实施例的形式。 而且, 本申请可釆用在一个或多个其中包含有计算机 可用程序代码的 计算机可用存储介盾 (包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、 光学存储器等)上实施的计 算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、 装置(设备 )和计算机程序产品的流程图和 /或方框图来描述的。 应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和 / 或方框、 以及流程图和 /或方框图中的流程和 /或方框的结合。 可提供这些计算机程序指令 到通用计算机、 专用计算机、 嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处 理器以产生一 个机器, 使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的 处理器执行的指令产生用于实现在 流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机 或其他可编程数据处理设备以特定方 式工作的计算机可读存储器中, 使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生 包括指令装 置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流 程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方 框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他 可编程数据处理设备上, 使得在计算机 或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产 生计算机实现的处理, 从而在计算机或其他 可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程 图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方 框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例, 但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性 概 念, 则可对这些实施例作出另外的变更和修改。 所以, 所附权利要求意欲解释为包括优选 实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改 。 显然, 本领域的技术人员可以对本申请进 行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范 围。 这样, 倘若本申请的这些修改和变型属 于本申请权利要求及其等同技术的范围之内, 则本申请也意图包含这些改动和变型在内。




 
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